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1、蓄熱式加熱爐的工作原理節(jié)約能源是我國能源戰(zhàn)略的重要目標。在軋鋼生產中,加熱爐是主要的耗能設備之一。合理選用加熱爐,提高燃料利用率,對于降低能源消耗,減少鋼坯氧化燒損,提高加熱質量,從而充分創(chuàng)造整個軋線生產過程的經濟效益,具有非常重要的意義。宣鋼基于2000年建成投產的第一條線材生產線加熱爐的狀況,并且對國內外大中型線材生產線加熱爐在節(jié)能降耗、環(huán)境保護等方面進行調研對比,在新建的第二條高速線材生產線中采用了雙蓄熱式步進梁加熱爐。宣鋼二高線廠步進梁加熱爐的作用是將大于500℃的熱裝或常溫下冷裝的連鑄坯加熱到軋制所需要的溫度,以提高金屬的塑性,減少軋制變形抗力和機械
2、電氣負荷,節(jié)約能源和能耗。蓄熱式加熱爐的工作原理1蓄熱式加熱爐的理論基礎蓄熱式燃燒技術,19世紀中期就開始用于高爐熱風爐、平爐、焦爐、玻璃熔爐等規(guī)模大且溫度高的爐子。其原理是采用蓄熱室余熱回收裝置,交替切換煙氣和空氣,使之流經蓄熱體,達到在最大程度上回收高溫煙氣的顯熱,提高助燃空氣溫度的效果。但傳統(tǒng)的蓄熱室采用格子磚作蓄熱體,傳熱效率低,蓄熱室體積龐大,換向周期長,限制了它在其他工業(yè)爐上的應用。新型蓄熱室,采用陶瓷小球或蜂窩體作蓄熱體,其比表面積高達200~1000m2/m3,比老式的格子磚大幾十倍至幾百倍,因此極大地提高了傳熱系數,使蓄熱室的體積可以大為縮小
3、。另外,由于換向裝置和控制技術的提高,使換向時間大為縮短,傳統(tǒng)蓄熱室的換向時間一般為20~30min,而新型蓄熱室的換向時間僅為0.5~3min。新型蓄熱室傳熱效率高和換向時間短,帶來的效果是排煙溫度低(200℃以下),被預熱介質的預熱溫度高(只比爐溫低100~150℃)。因此,廢氣余熱得到接近極限的回收,蓄熱室的溫度效率可達到85%以上,熱回收率達80%以上。2蓄熱式加熱爐的工作原理宣鋼二高線步進梁蓄熱式加熱爐是將助燃空氣和高爐煤氣經換向系統(tǒng)后經各自的管道送至爐子左側各自的蓄熱式燃燒器,自下而上流經其中的蓄熱體,分別被預熱到950℃以上,然后通過各自的噴口噴
4、入爐膛,燃燒后產生高溫火焰加熱爐內鋼坯,火焰溫度較同種煤氣做燃料的常規(guī)加熱爐高400~500℃,90%以上的熱量被蓄熱體回收,最后以150℃以下的溫度排放到大氣中,比常規(guī)加熱爐節(jié)能30%~50%。同時,高溫煙氣進入右側通道,在蓄熱室進行熱交換,將大部分余熱留給蓄熱體后,煙溫降到150℃左右進入換向機構,然后經排煙機排入大氣。幾分鐘后控制系統(tǒng)發(fā)出指令,換向機構動作,空氣、高爐煤氣、煙氣同時換向將系統(tǒng)變?yōu)橄乱粋€狀態(tài),此時空氣和高爐煤氣從右側噴口噴出并混合燃燒,左側噴口作為煙道,在排煙機的作用下,高溫煙氣通過蓄熱體后排出,一個換向周期完成。圖1蓄熱式加熱爐燃燒系統(tǒng)工
5、作原理簡圖加熱爐簡介及其性能特點1加熱爐基本結構宣鋼二高線廠加熱爐為懸臂輥側進料、側出料的步進式加熱爐。加熱爐從進料端到出料端分為I加熱段、II加熱段、均熱段,采用蓄熱式燃燒技術,蓄熱式燒嘴在I加熱段、II加熱段、均熱段進行上下供熱,燃燒高爐煤氣,熱值為750X4.18KJ/Nm3。爐子的主要尺寸見表1:表1:加熱爐的主要尺寸項目尺寸(mm)有效長度22388爐子內寬12600上加熱爐膛高度1400下爐膛高度2200砌底總長23888砌底總寬13800有效爐底面積(m2)282固定梁頂面標高57.5爐子鋼結構由普碳鋼板和型鋼焊接件組成,分為四個主要部分:爐底鋼
6、結構、爐子兩側鋼結構、裝、出料端鋼結構、爐頂鋼結構。加熱爐砌體采用澆注料整體澆注,爐頂采用平頂吊掛結構,錨固磚用錨固鉤吊掛在爐頂鋼結構上。爐區(qū)設有平臺,平臺之間安置梯子和欄桿。加熱爐除裝料爐門和出料爐門外,設4個檢修爐門,端墻帶有耐熱透視玻璃的自閉式窺孔。爐門采用無水冷卻。加熱爐設置6根固定梁和4根步進梁,采用單排布料。在加熱段和均熱段間采用水梁交錯技術,保證鋼坯溫度均勻性。爐子的機械設備主要包括:裝料爐門、爐內裝料輥道、推鋼機、步進機械、爐內出料輥道、出料爐門。宣鋼二高線步進梁式加熱爐設置汽化冷卻系統(tǒng)一套,采用強制循環(huán)方式。進出料懸臂輥道和工業(yè)電視采用循環(huán)水
7、冷卻。鋼坯進入加熱爐前在爐外上料輥道上通過測長后由爐外上料輥道送入爐內,通過懸臂輥道減速定位,然后由爐后液壓推鋼機推到固定梁上。通過步進梁上升——前進——下降——后退的周期運動,爐內鋼坯被輸送到加熱爐出料端并放置在出料懸臂輥道上,然后由懸臂輥道輸出爐外。2供熱制度和燃燒系統(tǒng)宣鋼二高線加熱爐采用蓄熱燃燒技術,蓄熱體為蜂窩體。通過爐墻側部的空氣蓄熱燒嘴和煤氣蓄熱燒嘴進行供熱,將空氣和煤氣分別預熱到950℃以上再噴入爐膛。加熱爐分為三個供熱段,分別為I加熱段、II加熱段、均熱段,沿爐長方向上設置多個供熱點,兩側上下蓄熱燒嘴供熱,供熱燒嘴共64只,采用三段爐溫制度(各
8、段空氣蓄熱燒嘴和煤氣蓄熱燒嘴的分布見表